淺談地下水作用對巖土工程的影響

陳智賢

(廣東省地質(zhì)工程公司，廣東 廣州 510425)

在地質(zhì)工程中，由于開挖作用，導(dǎo)致原巖的應(yīng)力性能受到破壞，裂隙增加，剪應(yīng)力會破壞粘土聚體之間的膠結(jié)，從而增加了外漏的面積。季節(jié)的變化，導(dǎo)致工程中吸水——失水現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，在毛細(xì)管的作用下，水不斷的滲透到裂隙中，發(fā)生吸水膨脹現(xiàn)象，從而給地質(zhì)工程帶來了嚴(yán)重的影響，例如，公路施工中，路面結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹突起變形，造成了公路的質(zhì)量的下降。因而，在巖土工程勘察施工中，要對于地下水的作用進(jìn)行相應(yīng)的評估和預(yù)測，以提出較為科學(xué)、合理的建議和結(jié)論。

在實際的巖土工程勘察中，水文地質(zhì)是一個容易被忽略的問題，在所得出的勘探數(shù)據(jù)包括中，極少提及水文參數(shù)的利用問題，往往會將水文地質(zhì)問題當(dāng)做一個象征性的任務(wù)，對于水文地質(zhì)條件作簡要的評價。而涉及到重要工程或者高層建筑對于水文地質(zhì)條件有較大的依賴性時，對于水文地質(zhì)問題也沒有較為深入的研究，缺乏專門性的水文地質(zhì)勘探調(diào)查工作，設(shè)計人員往往會忽視水文地質(zhì)問題，而由此所引發(fā)的地下水問題中的基坑突涌、管涌、流沙等問題，也會對于巖土工程產(chǎn)生出較大的危害，從而嚴(yán)重影響到施工工程質(zhì)量、施工安全、施工進(jìn)度，給巖土設(shè)計和勘探單位帶來許多麻煩。

一 地下水的勘察要求

在進(jìn)行巖土工程的勘察過程中，要根據(jù)施工需要，結(jié)合水文地質(zhì)勘察工作和搜集資料的方式，明確水文地質(zhì)條件。

(1)隔水層、含水層的埋藏條件，地下水的水位變化幅度、含水層的厚度和分布等;在現(xiàn)場進(jìn)行地層滲透系數(shù)的測定工作。

(2)地下水的補給排泄條件，地下水與地表水的相互補給關(guān)系，近5年的地下水位變化趨勢，蒸發(fā)量、降水量的變化趨勢等。

二 地下水對于巖土工程的影響

地下水對于巖土工程的影響，主要是由地下水動水壓力和地下水位升降變化所引起的。

(一)地下水動水壓力對于巖土工程的影響

在自然條件下，地下水的動力壓力作用較小，通常情況下并不會對人類的生存環(huán)境造成危害，但是，大量的人為活動改變了地下水的天然動力平衡條件，在移動的動水壓力作用下，會發(fā)生基坑突涌、管涌、流砂等問題，給巖土工程造成一定的危害，嚴(yán)重影響到工程質(zhì)量。

(二)地下水位變化對于巖土工程的影響

地下水位變化對于巖土工程的影響，可以從自然因素和人為因素兩個方面作出評價，但不管是從哪個方面而言，都對于巖土工程產(chǎn)生出重要的影響。嚴(yán)格意義上講，地下水位變化，主要包括地下水位的頻繁升降變化、地下水位的上升、地下水位的下降等三個方面，這些變化對于巖土工程能夠產(chǎn)生出重要的影響。

1.地下水位頻繁升降對于巖土工程的影響

地下水位的頻繁升降，對于巖土工程的影響，主要體現(xiàn)在引起膨脹性巖土的伸縮變形和對于建筑物的破壞兩個方面。

地下水在建筑工程的基礎(chǔ)地面發(fā)生變化時，會對于地基產(chǎn)生較大的影響，主要體現(xiàn)在地基的壓縮性增加、強度降低，從而引起地基土的變形和附加沉降性作用，導(dǎo)致建筑物發(fā)生變形。

由于季節(jié)因素，地下水位會發(fā)生升降性變化，巖體中的水分發(fā)生增減變化時，會引發(fā)具有膨脹性質(zhì)的巖土產(chǎn)生出受力不均勻的變形，當(dāng)?shù)叵滤话l(fā)生升降變化的次數(shù)太頻繁時，巖土的膨脹收縮幅度也會相應(yīng)的增加，從而給建筑物發(fā)生破壞造成足夠的可能性條件。

2.地下水位上升對于巖土工程的影響

地下水位上升的因素有許多，主要分為自然因素和人為因素兩個方面:自然因素主要是指地質(zhì)因素中的含水層顆粒大小、總體巖性的水平變化等;而氣象因素如降水量、氣溫等，也會對于地下水位產(chǎn)生一定的影響。人為因素主要是人類的工業(yè)活動中所產(chǎn)生的工業(yè)廢水、施工和生活污水的滲透等。地下水位上升對于巖土工程的影響主要包括在以下幾個方面:(1)地下水位上升可導(dǎo)致堅硬巖土膨脹、水解、軟化，抗剪強度降低，從而引起建筑物破壞。(2)地下水位上升可導(dǎo)致粉土、粉細(xì)砂發(fā)生飽和液化現(xiàn)象，出現(xiàn)管涌、流砂，從而給施工帶來較大的麻煩。(3)地下水位的上升，會引起具有特殊巖性的巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生軟化、破壞等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致其強度降低。(4)地下水位的上升，會引起河岸、斜坡的巖土產(chǎn)生崩塌、滑移現(xiàn)象，從而引起穩(wěn)定性下降的問題。(5)地下水位的上升，可引起土壤的鹽漬化、沼澤化，進(jìn)而加大了地下水及巖土對于建筑物的腐蝕力度。(6)地下水位的上升，會對地下構(gòu)筑物、地下室的防水、防濕、防潮作用產(chǎn)生破壞性。

3.地下水水位下降對于巖土工程的影響

地下水水位的持續(xù)下降，不僅對于人們的日常生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的影響，同時也對于巖土工程產(chǎn)生相應(yīng)的影響。地下水位的下降，大部分是由人為因素造成的，如對于河流進(jìn)行人工改道、修建水庫截止下游地下水的補給、上游筑壩、大量抽取地下水等，都會引起地下水位的下降，進(jìn)而給巖土工程造成影響。

(1)地下水位下降度過大，會引發(fā)一系列的環(huán)境問題，如水質(zhì)惡化、礦化度增高、地下水中的有害離子增多、地下水資源枯竭等，從而給人類的居住環(huán)境產(chǎn)生出較大的不利影響。

(2)地下水位的下降度過大，會引發(fā)一系列的地質(zhì)災(zāi)害，如地面下沉、海水入侵、地表塌陷、產(chǎn)生地裂縫等，給地球的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

三 結(jié)語

總之，水文地質(zhì)工作在工程地質(zhì)災(zāi)害防治、基礎(chǔ)設(shè)計、建筑物的吃力層選擇等方面，都產(chǎn)生了重大的影響，在進(jìn)行巖土工程勘察的過程中，不僅要調(diào)查清楚與巖土工程相關(guān)地下水文地質(zhì)問題，同時要對于地下水作用于建筑物和巖土體的大小進(jìn)行科學(xué)的評價，進(jìn)而提出更多的預(yù)防性措施，而對于所發(fā)現(xiàn)的問題，則更要給予科學(xué)、合理的解決方案，從而為巖土工程的設(shè)計和施工，提供必要的水文地質(zhì)條件，在根本上降低地下水對于巖土工程的危害性。

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